淺談自密實(shí)混凝土應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性

鄭華新

(福建第一公路工程集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362000)

1 工程概況

都(勻)香(格里拉)高速公路貴州境六盤(pán)水至威寧(黔滇界)段第LWTJ-3合同段起點(diǎn)位于六盤(pán)水市，在大河鎮(zhèn)白巖腳設(shè)置大河互通與六盤(pán)水內(nèi)環(huán)快線(xiàn)相接，出互通后沿省道S212南側(cè)布線(xiàn)，在大埡口設(shè)置大埡口大橋(4～40 m預(yù)應(yīng)力T梁)上跨省道S212，同時(shí)跨越貴昆鐵路大水支線(xiàn)的燕子巖隧道，接著設(shè)置涼都隧道(2 551 m)穿越?jīng)龆忌止珗@，路線(xiàn)全長(zhǎng)6.42 km。本標(biāo)段橋梁下部混凝土設(shè)計(jì)都為自密實(shí)混凝土。

2 配制原理

2.1 配合比試驗(yàn)

自密實(shí)混凝土是一種在沒(méi)有外力作用，僅依靠自重就能夠流動(dòng)，并均勻地完全填充整個(gè)模型且密實(shí)的混凝土，在配制時(shí)，流動(dòng)性與抗離析性之間的平衡至關(guān)重要。宜采用通過(guò)增加粉體材料的方法適當(dāng)增加漿體體積，或通過(guò)添加外加劑的方法來(lái)改善漿體的黏聚性和流動(dòng)性。配合比試驗(yàn)宜采用絕對(duì)體積法，步驟是先確定粗集料體積、砂漿中細(xì)集料的體積分?jǐn)?shù)，水膠比，膠凝材料用量，礦物摻合料的比例等參數(shù)。粗骨料母巖必須滿(mǎn)足潔凈、密實(shí)、質(zhì)地堅(jiān)硬等要求，成品采用反擊破工藝，針片狀含量少，最大粒徑必須控制在25 mm以?xún)?nèi)；細(xì)骨料級(jí)配良好，特別砂中所含小于0.15 mm的細(xì)粉、一般不低于10%、細(xì)度模數(shù)不超過(guò)2.8的中砂；由于水泥質(zhì)量的波動(dòng)容易影響到自密實(shí)混凝土的質(zhì)量，考慮工作性要求及坍落度經(jīng)時(shí)損失小，優(yōu)先選擇C3A和堿含量小、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量低的水泥；目前工作性指標(biāo)測(cè)試方法主要有倒坍落度筒法、箱形儀法、L型儀法、U型儀法和V型儀法等，其中倒坍落度筒法的使用比較多，可用來(lái)測(cè)定坍落擴(kuò)展度、坍落度、T500(s)時(shí)間，還可以目測(cè)其穩(wěn)定性。自密實(shí)試驗(yàn)工作指標(biāo)：坍落度240～270(mm)，擴(kuò)展度控制在550～700 mm范圍內(nèi)，漏斗法流下時(shí)間8～16 s。

2.2 配合比試驗(yàn)材料

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)以及施工環(huán)境等因素，綜合考慮混凝土自密實(shí)、強(qiáng)度、耐久性、經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，采用絕對(duì)體積法計(jì)算設(shè)計(jì)配合比，配制材料選用：水城P.O42.5海螺水泥；粗細(xì)集料利用經(jīng)過(guò)反擊破整形后的石灰?guī)r，由4.75～9.5 mm、9.5～19 mm兩檔單粒級(jí)碎石合成4.75～19 mm的連續(xù)級(jí)配碎石；細(xì)骨料對(duì)混凝土的性能影響很大，特別是機(jī)制砂，石粉含量對(duì)混凝土拌合物黏聚性影響較明顯，直接影響混凝土的流動(dòng)性，故細(xì)集料參數(shù)要求：細(xì)度模數(shù)一般在2.6～3.1之間，亞甲藍(lán)MB值<1.4時(shí)，石粉含量控制在5%～10%，亞甲藍(lán)MB值≧1.4時(shí)，石粉含量控制在5%以下；為減少水泥用量，又能改善流動(dòng)性和穩(wěn)定性，且在硬化后期的力學(xué)性能和耐久性得到有效提高，必須摻入一些礦物滲和料，選用貴州省納雍發(fā)電總廠(chǎng)生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰；外加劑應(yīng)選擇減水率高(不低于25%)，且具有一定保塑性、良好保坍性的高性能聚羧酸外加劑，能夠在高效減水劑的分散作用下，不增加拌和用水并改變其流變特性，且考慮與水泥的相容性，本工程選用福建福州詩(shī)敏外加劑廠(chǎng)生產(chǎn)的KJ-A型聚羧酸高性能減水劑。

2.3 配合比確定

經(jīng)過(guò)多次室內(nèi)試配、試拌，以填充性(坍落擴(kuò)展度、擴(kuò)展時(shí)間T500(s))和間隙通過(guò)性來(lái)檢驗(yàn)自密實(shí)混凝土性能及要求均滿(mǎn)足JGJ/T283-2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)范，最終確定了相對(duì)符合本工程施工的最佳配合比：混凝土水膠比0.39，膠凝用量為450 kg/m3，其中粉煤灰摻量為30%，砂率取48%。粗集料4.75～9.5 mm占30%、9.5～19 mm占70%。外加劑摻量1.0%。

3 質(zhì)量控制

3.1 澆筑前準(zhǔn)備及運(yùn)輸

澆筑前，嚴(yán)格檢查鋼筋的設(shè)置以及模板的位置，確保預(yù)留、預(yù)埋、預(yù)檢位置的準(zhǔn)確無(wú)誤。現(xiàn)場(chǎng)澆注施工時(shí)，在自重作用下和澆注張力和自流動(dòng)性等影響下，一旦出現(xiàn)脹爆模，混凝土漿液會(huì)迅速地流出造成浪費(fèi)甚至返工，所以要保證模板及其支撐系統(tǒng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并用砂漿把模板根部的縫隙封堵嚴(yán)密并找平。因含有少量的增塑劑，在運(yùn)輸車(chē)中攪拌混合后容易產(chǎn)生液化而帶來(lái)“存儲(chǔ)效應(yīng)”，出現(xiàn)離析現(xiàn)象，因此使用前運(yùn)輸車(chē)內(nèi)必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保沒(méi)有明水的情況下才可以使用。含水量會(huì)對(duì)質(zhì)量造成較大的影響，尤其是殘余水，極少量也會(huì)造成離析現(xiàn)象發(fā)生，在澆筑之前，如發(fā)現(xiàn)模板有殘余水或雜物，必須將其徹底清除干凈。從裝上運(yùn)輸車(chē)到卸下使用，必須控制在2個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，才能確保有較高的流動(dòng)性。

3.2 澆筑

混凝土澆筑必須采取“全面分層、連續(xù)澆筑”的方式一次推進(jìn)。澆筑時(shí)，要以泵送的方式來(lái)輸送自密實(shí)混凝土，從模板的底部開(kāi)始澆筑，并控制好澆筑的速度。第一層澆筑完成后，必須在初凝前就開(kāi)始進(jìn)行第二層的澆筑，如果由于供應(yīng)中斷等原因造成澆筑中斷時(shí)，也可采用分層間歇澆筑，但上一層澆筑必須在下層初凝之前完成。在澆筑過(guò)程中，傾落高度在5 m以下，需加串筒、溜管。水平流動(dòng)的距離也要控制在7 m以?xún)?nèi)。

3.3 養(yǎng)護(hù)

由于混凝土中的含水量較少，澆筑施工完成后，必須及時(shí)對(duì)表面進(jìn)行覆蓋，柱面?zhèn)扔秒p層的塑料布來(lái)包裹，以防水分流失，并在終凝后馬上實(shí)施灑水養(yǎng)護(hù)。為避免出現(xiàn)干縮裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須大于7 d；冬季施工，必須在初凝后及時(shí)用塑料薄膜和棉氈進(jìn)行覆蓋，以實(shí)施保溫、保濕，并確保混凝土的內(nèi)外溫差不超過(guò)25 ℃。強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可拆除。

4 經(jīng)濟(jì)性

自密實(shí)混凝土最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約大量的人力(操作人員的工作強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度大大減輕)，不用振搗減少了施工場(chǎng)所的噪聲，施工時(shí)間大大縮短，提高了施工效率。以六威三標(biāo)涼都1#大橋左6#墩柱澆注為例，普通混凝土和自密實(shí)混凝土的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用對(duì)比。

表1 普通混凝土和自密實(shí)混凝土的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比，同樣滿(mǎn)足質(zhì)量要求，自密實(shí)混凝土更具經(jīng)濟(jì)性，材料省、機(jī)械振搗所需費(fèi)用省，混凝土數(shù)量大更為顯著，六威三標(biāo)有110 000 m3混凝土可采用自密實(shí)混凝土，經(jīng)濟(jì)效益顯著。